资源描述
生物质能及其最新研发进展.1生物质能开发利用现状及展望.6国际生物质能发电日趋成熟和完善.10四川省生物质能利用状况及发展规划.12湖北省生物质能集约化应用的方向和途径.16一些动态内容.20生物质能概念龙头一天颐科技600703.23生物质能发电项目落户大名.26国家发展生物质能敲定四大开发重点.26全面贯彻落实科学发展观加快生物质能的开发利用.27中国生物质能利用技术评价.30可再生能源发电价格和费用分摊管理试行办法.66中华人民共和国可再生能源法.69可再生能源发电有关管理规定.72关于加强生物质发电项目环境影响评价管理工作的通知.73实施中国可再生能源规模化发展一期项目通知.75生物质能及其最新研发进展在可再生能源中,除了风能、太阳能、地热能及海洋能等以外,还有一种可再生能源生 物质能。生物质能是指蕴藏在生物质中的能量,是绿色植物通过叶绿素将太阳能转化为化学 能而贮存在生物质内部的能量。煤、石油和天然气等化石能源也是由生物质能转变而来的。生物质能在世界能源消费总量中约占14%,居于第四位,仅次于煤炭、石油和天然气的消 费量,也是人类赖以生存的重要能源,在全球整个能源系统中占有重要地位。生物质能通常包括木材工业废弃物、农业废弃物、水生植物、油料植物以及城市和工业有机 废弃物等,其优点是容易燃烧,污染较小,但是生物质能的热值及热效率低,并且不易运输。生物质能的利用方法包括热化学转换法,分为高温干储、热解、生物质液化等方法,以获得 木炭、焦油和可燃气体等品质高的能源产品;生物化学转换法,是指生物质在微生物的发酵 作用下,生成沼气、酒精等能源产品;利用油料植物所产生的生物油;以及把生物质压制成 成型状燃料以便集中利用和提高热效率。目前对生物质能技术的研究与开发正在逐步受到世 界各国的关注,其中发达国家的生物质能技术和装置已经达到商业化应用程度,生物质能转 化为高品质能源被加以利用其规模已经相当可观;同时很多国家对生物质能源的开发利用也 制定了具体的研究计划,包括印度的绿色能源工程和巴西的酒精能源计划等,而美国、瑞典 等国生物质能的消耗基本是能源消耗总量的10%左右。目前美国已经开发出利用纤维素废料 生产酒精的技术,并建立了 1兆瓦的稻壳发电工程,年产酒精2500吨;在发展中国家中,巴西对可再生能源的研究利用非常充分,已经实施了全球规模最大的乙醇开发计划,是乙醇 燃料开发应用技术最先进的国家,目前乙醇燃料占巴西汽车燃料消费量的一半以上。我们认为,开发利用生物质能等可再生环保能源对建立可持续发展的能源体系,改变能源生 产和消费方式,促进全球经济发展和保护环境具有深远意义。随着全球经济的高速发展,对 于优质燃料的需求日益增加,但是传统能源的利用方式已经难以满足现代经济发展的需求,而生物质能转换利用技术对于加快能源现代化进程,满足对优质能源的迫切需求,实施能源 可持续发展战略都具有重要意义。我们预计生物质能将成为未来可持续发展能源系统的重要 部分,并且各种生物质能替代燃料将占全球能源总消耗量的60%左右。摘自格瑞贝斯环球财经报道http:/美国北卡罗莱纳烟草基金向生物柴油计划拨款管理美国北卡罗莱纳州所获得的烟草和解款的基金会将500万美元的资金,划拨给了一家大 豆生物柴油厂。大豆柴油是一种燃料添加剂,源自使柴油发动机更清洁运行的大豆。基金会的领导人说,对 边远的北卡罗莱纳州而言,这可能是一个重要的新产业。成立这个基金会的目的,是要将北卡罗莱纳州所获得的烟草和解基金的一半,分配给依赖烟 草的团体。金色烟叶(GoldenLEAF)这个组织每年获得大约7000万美元的烟草和解款。在得到位于威尔逊的粮农合作社的提议后,该基金会把生物柴油作为它在2002年优先考虑 的经济发展项目之一。自那之后,基金会与合作社的合作便开始启动,并制定出了一个可行 的计划。当代新能源一一生物肽柴油技术(中国农业网)该专有技术经过多年的潜心研究终于研制成功了一种高科技新型能源产品一一草禾烧。该产 品是利用各种植物秸秆、枯草等为原料,经过研磨加工与部分重燃类原材料混合发酵,中间 切换生物双氢转因子的编组酶元升华酿造而成。“草禾煌”可从重煌类物资中提取轻质柴油,它的热值可达到1.2万大卡,经过国家一级情报单位查索证明:该项目各项指标均达到了交 通能源燃料C 6-C 24标准,完全是一种新型生物能源。“草禾径”专有技术的发明是世界能源发展的一次突破性革命,目前,国内外尚未发现应用 微生物工程转因子技术使碳水化合物中间体介质向煌类烷基化改性工业沥青(大分子化合 物)及工业轻质燃料等中级煌类产品。成为国内外首创的利用生物交叉因子方法廉价制取轻 质燃油的重大创新发明成果。“生物肽重油轻质化”论文1998年获国际金奖以来,专家课题组以完成118种石油、有机 煌类极端非正常代谢微生物种群、群落筛选,并实施工业化生产重燃解离酶、生物尸胺酶、石油裂解酶、解燃石油酶、烷基异构石油酶、烧脂水解同工酶等已申报国家发明专利技术。曾先后利用该技术指导东北地区投产4000吨石油肽素生产;设计15万吨重燃轻质化,30 万吨至50万吨以上的工业化投产,运行阶段无异常,整体项目知识产权和资质手续齐全,完全独立控制,并在中石化实施260万吨工业化运行,属国内外先进技术水平。第一部分项目介绍一、研究与开发成果及其技术先进性项目核心技术“草禾烽”的能量价值某著名物理学家认为“碳水化合物干粉和光合作用下成长的植物和作物枯草,如果加工成微 粒,它们干燥到一定程度,只要稍微碳化一下,加工成氧化剂,就合成最原始的炸药。爆炸 是指一种物质的能量体现。”目前,植物枝叶、秸秆和枯草绝大部分都用作燃料白白的烧掉了。只能利用它本身能量的 1213%,经过烘干研成微粒,细度在300目左右,加入双氢转因子复合酶和微生物肽素等 经过酿造、升华发酵,使这类“碳水化合物”生物煌化,过渡成“基本碳氢化合物”。高热使微生物代谢和生命停止,亲合脂类的微生物细胞碎片仍有对其它因子的吸附能力。这 时,与重燃化合物发生裂解反应的石油解烽酶在同一条件空间作用,使重燃大分子杂环烷煌 和多环烷煌分层解离,游离出小分子链的低级轻组份繁煌,在热流态的作用下向正在改性的 植物和作物干粉细胞过渡运作,当然这种反应并不是直接的,研发人员为增加生化反应“强 力”,使用了助剂“四氢吠喃锢叮”和“六氢喳琳钠”分别进行二、三次加层催化反应,并 指定出酿造升华举力与反应生成物的蒸储出口,由此得到了一种新的能源一一草禾烽。草禾烽不是单纯的碳氢化合物,目前工业生产出的草禾煌,可以肯定不是饱和煌类,它是脂 化石油的一利I,从草禾煌的各种技术指标调值来看,可见草禾煌的能量将高于当前石油燃料,因为草禾烽的闪点和热值是可调的,单一草禾煌热值在甲基叔丁酸的作用下,热焰值达到 1.2万大卡,仅此一点是用石油渣无法完成的。酶的催化作用和解离半径是微小的,但可称得上“微爆”它的能量能够重整一个分子基团。精加工植物枝叶、作物秸秆和枯草干粉(200目以上)也是方便酶类在微粒多维表面上作用,工艺制定出深加工磨制植物、作物秸秆、枯草干粉微粒的技术标准要求。在酿制草禾煌整个工艺中,一直潜在着儿种生物酶在肽体上向碳氢、碳水化合物双相物质发 射作用,碳水化合物微粒发酵、改性、亲合一碳氢化合物(重燃解离、裂解、助剂加氢)偶 联,新的烽类重组一构成(草禾烽)类系列产品。草禾煌释放能量比石油原料释放能量高的原理之一是,草禾煌可调式含氢化要高于石油渣油 含氢比许多倍,氢元素是能源材料的重要成份之一,草禾煌的另一重要特征是具有继续可永 久吸服蓄能的本领,可固定的形状和压缩性,这一点是石油本身无法完成的。利用生物工程尖端技术“生物肽重燃解离酶转因子交叉再生轻质煌产品”项目(草禾煌),是 国家新世纪发展新能源产业的重点,充分发挥生物微观再生能量资源,生产再生新材料,是 可持续性发展经济的重要途径。有机物辅料:工业肽、石油肽是以石油烧类微生物寄主倍体学科建立起来的“未来黄金专业”它主要以微观活性因子,通过工艺条件构成因子流态活性交叉重组,获取相当“工艺作用价 值”的新能源、新材料。由于建国以来此部份油田、工业废料剩余相当一部分沉积重质煌类 资源,迄今无法达到石油炼制目的的超稠原油1700万吨;高凝油900万吨;炼制渣油3000 余万吨;废旧汽车轮胎、废弃工程高分子材料举目甚广,这类物质儿乎都是生物肽寄主煌类 酶改性的对象,它们通过“生物肽复合酶交叉转因子技术”都能再生新的材料、新的能源。“生物肽重燃解离酶转因子交叉重燃轻质化”总体工程技术开发充分利用了我国陆系阳光资 源,应用再生发酵、酿造等高科技,使这部分资源工业价值发生倍率增长,按百万吨生产基 地计算,每处理生产一吨主、副能源产品(视有机辅料不同)获利600至900多元。生物肽重燃解酶转因子技术跨越式水平高、跨地区开发经济指标发展速度快,该技术生产线 投资少,原料成本极低,市场盈利效果佳,是当前最具备发展产业规模、创造社会效益和新 经济增长点,它的经济伸长率和可持续发展势态不可估量。二、技术的研究和开发及应用前景:该项目研发工艺自行设计,曾获“国家八五期间”最佳优秀成果全套生化 制备复合生物酶工艺。项目经国家权威技术部门测试表明:产品各项技术指标达到国家同类产品 标准,核心技术工艺方式经过省、市和国家有关部门的鉴定。指导4000吨石油肽生产;设计15万吨重煌轻质化;30万吨至50万吨以上的 工业化投产,运行阶段无异常,整体项目知识产权和资质手续齐全,完全独立控制,属国内 外,先进技术水平。2003年8月,生物肽双氢转因子改性烷基纤维素工业化推广项目经专家 考察确认,项目实施可靠,技术确切,该项目能尽快组织工业化扩大生产规划,决定向国内 外推广,使这一有独创性的生物能源产品尽快推何市场,将会取得良好的经济前景。该项研究技术正向科学环保燃料系列成果纵深推进:我国是煤炭大国,如何使这一价廉而又丰富的资源得到升华的利用,研究人员作了一个试验:煤炭50%+草禾煌50%=60%柴油+30%焦+10%液化气。这一试验成果正在谋求工业化试验,它的成功将具有巨大的社会和经济效益。经技术和经济比较,奥里油作燃料用于发电是经济和技术的最佳选择。在国外已有成功经验。我们的研究结果表明:“草禾煌”比里油脱水、降硫效果显著(硫含量由2.4%降至0.6%,低 于国标水平1%)。该项技术已于2001年在东北利用“草禾煌”及专业工艺脱硫、脱水试验 成功,2002年广东利用本技术已进行250万吨工业化生产,燃油品质达到轻质柴油标准。利用“草禾烧增减压”生产国际上最先进的燃料整改剂“MTBE”和“双健烽乙醇”这两项 产品在国际市场上外汇价格是目前柴油价格的34倍。“双健氢烧乙醇”放热燃烧后,反应 排放物质是纯净水,而放热燃烧热值可达2万余大卡,是世界未来最理想的环保能源燃料之O草禾煌项目工业化生产的多项重大突破,将推动国际能源向环保型能源进化,因而大大节约 石油能源的消耗。另一方面是本技术利用陆系地表、阳光照射下生长的绿色植物枝叶、农副 产品秸秆,它是世界上最大的再生能源。三、该项目在国内外的成果及地位“发酵草禾烧酿造重油轻质化”技术已在东北地区取得了一系列生物石油肽、石油酶的科研 成果,在国际生命科学大会获得“环球生物工程2000年最有价值科学金奖”。发酵草禾烧酿 造重油轻质化是其最有应用价值的成果之一。项目研究人员顺应工业化生产不断发展进步,使项目深化到最佳系统控制状态。整体设计广 泛利用微粒和工程微爆破纳米技术深加工淬化过渡金属离子,运作开发出国内首创生物能源 品牌和名优产品。经科技部一级情报查索,国内外均无文献报导,其工艺技术、生产装置、投产产品可创国内 外领先、填补了国内外这一领域的空白。本项目东北地区年产4000吨生物肽双氢转因子复合酶生产线于2001年1月投产,至今生产 正常,产品面向全国市场。2003年生产无异常,由生物肽改性重油轻质化生产(扩大工业 试验)在某炼油厂年产260万吨装置运行无异常出现,2003年5月现行年产28万吨注入草 禾烽燃油生产线投产,至今运行正常取得了理想的效果,草禾煌投产装置均得到市以上环保 审批部门批准。第二部分市场及行业情况一、国内能源市场的需求和开发新能源的迫切性。近十年来,原油消费量年均增长5.77%,而同期国内原油生产供应增长速度仅为1.67%,国 内石油生产供应已不能满足国民经济发展的需要。二、国内外相关替代能源的研发及比较日前在美国、欧洲I、亚洲的一些国家和地区已开始建立商品化生物柴油生产基地,并把生物 柴油作为代用燃料广泛使用。生物柴油是一种真正的绿色柴油。目前生物柴油主要是用化学法生产,即甲醇或乙醇在生产过程中可循环使用,生产设备与一 般制油设备相同,生产过程中可产生10%左右的副产品甘油。在发达国家中,生物质能研究开发工作主要集中于气化、液化、热解、固化和直接燃烧等方 面。生物质能气化是在高温条件下,利用部份氧化法,使有机物转化成可燃气体的过程。产 生的气体可直接作为燃料,用于发动机、锅炉、民用炉灶等场合。气化技术应用在二战期间 达到高峰。随着人们对生物质能源开发利用的关注,对气化技术应用研究重又引起人们的重 视。目前研究主要用途是利用气化发电和合成甲醇以及产生蒸汽。三、生物柴油与草禾烧生物柴油的性价比较1、国内外生物柴油的主要问题,一是以菜籽油为原料生产的生物柴油成本高,据统计,生物柴油制备成本的75%是原料成 本。因此采用廉价原料及提高转化从而降低成本是生物柴油能否实用化的关键。二是用化学 方法合成生物柴油有以下缺点:工艺复杂、醇必须过量,后续工艺必须有相应的醇回收装置,能耗高,设备投入大;色泽深,由于脂肪中不饱和脂肪酸在高温下容易变质;酯化产物难于 回收回收成本高;生产过程有废碱液排放。2、从草禾烧生物柴油的降硫成本比较:从世界范围来看,目前世界上含硫原油(含硫量0.5%2.0%)和高硫原油(含硫量在2.0%以上)的产量已占世界原油总产量的75%以上,其中含硫量在1%以上的原油占世界原油总 产量的55%以上,含硫量在2%以上的原油也占30%以上。我司利用草禾烧酿制柴油不需要配备昂贵的专用化工设备脱硫而是在草禾煌与部分重煌类 原材料混合发酵过程中一次解决.不需要投入价格昂贵的降硫设备,降硫效果显著(对奥里油 硫含量由2.4%降至0.6%,低于国标水平l%)o3、国内外“煤变油”项目德国早在1927年就建立了世界上第一个煤炭直接液化厂,1950年,南非为了克服进口石油 的困难,成立了南非煤油气公司。中国最大的“煤变油”项目是世界第一家煤直接液化生产厂,是中国产煤区能源转换的重点 示范工程。不过,据估算,当前煤炭液化项目的投入产出比,是生产1万吨油需要1亿元的 投资,而沿海炼油厂扩建的投入产出比是每增产100万吨油投资不能超出10个亿,两笔账 一算,煤炭液化投资过巨,没有利润可言。草禾烧柴油是世界上唯一应用微生物工程转因子技术廉价制取轻质燃油的技术,其特点是:一 是工艺流程设备投入少,只相当于上述生物柴油设备投入的三分之一;是煤变油投入的250分 之一。二是所用的原材料都是可以再生的重燃轻质化或廉价的煤碳或废轮胎的再生利用,市 场盈利效果佳,是当前最具备发展产业规模、创造社会效益和新经济增长点的高新技术项目,由于该项目至今在国内外无行业竞争对手它的经济增长率和可持续发展势态不可估量。第三部分 产品制造一、产品生产制造方式本公司具备批量生产和定向研发核心技术产品“草禾煌”能力。对轻质柴油的生产我司将以 专利技术许可之无形资产及相关技术服务与有实力的业内企业或投资人组建法人型联营公 司。联营公司规模以年产10-30万吨起步,最大生产能力可达到年产100万吨。二、产品的生产制造过程、工艺流程简述(一)项目生产主要原料:1有机主料:农村秸秆、植物枝叶、枯草深加工粉碎技术要求细度:260目至300目,脱 水加入辅料发酵,生产利用率40-50%。2有机辅料:生物肽重烽解离酶转因子,应用生物肽重燃解离酶转因子发酵草粉是生产产 品的技术关键,操作要求必须遵守工艺技术规章。3重烽:即沉积重质渣油、煤焦油、废沥青、稠油、(油田洗缶油)化工厂清污油、部分 废橡胶、旧车胎粉末等。(二)生产工艺流程:(略)第四部分 经济效益估算一、投资规模及主要内容1、以重烽类为原料,年产30万吨柴油生产规模估算:总投资:6800万元。其中:(1)占地:100亩(1,000万元),(2)办公及化验室:2500平方米(800万元),(3)生产人员:350人,(4)设备投资:3000万元,(5)配套设施:1000万元,(6)成套设备制造设计、工艺流程设计、安装、调试等专有技术费:1000万元(总投资10%),(7)设备制造、安装、调试:5个月2、年生产30万吨轻柴油效益估算:(1)、原材料成本:沥青1650元/吨,废机油2000元/吨,橡胶粉750元/吨,枯草粉120元/吨转因子1.2万/吨产品价格:轻柴油3200元/吨,焦粉1000元/吨,(2).重燃编组:69%(A沥青41%+B废机油19%+C橡胶粉9%)草禾烽:31%(D草粉:30%,E转因子:1%)(3)、生产投入产出比例:重烧编组69%:草禾煌31%=柴油60%:焦33%:(液化汽7%)(4)、原料、产品实际投入、产出:A20.4万吨+B9.6万吨+C4.5万吨+D15万吨+E0.28万吨=柴油30万吨+焦16万吨+(3.78万吨 液化汽暂未计)(5)、直接材料成本合计(重煌编组+草禾烽)=61395万元(6)、主营业务成本=主营业务成本+增值税差及附加=(直接成本+间接成本)+增值税差=61395万元+19980万元+6449万元=87824万元(6)、销售收入产出产品:柴油30万吨+焦15万吨;柴油:30万吨*3200元/吨=96000万元;油焦:15万吨*1000元/吨=15000万元主营业务收入=96000万+15000万=111000万元主营业务利润=主营业务收入-主营业务成本=111000万元-87824万元=23176万元利润总额=营业利润+投资净收益+营业外收支净额=23176万元+投资净收益+营业外收 支净额;所得税=23176万元*15%=3476万元(高新技术项目税率为15%,若开发区高新企业 可享受“三减二免”);净利润=19700万元;净利润率=净利润/主营业务收入=18%;资本收 益率=净利润/实收资本*100%=19700/6800=289%(半年内收回投资)生物质能开发利用现状及展望作者:刘伟伟*谢建 来源:云南师范大学太阳能研究所 日期:2004.05.21摘要文章分析了生物质能的特点,对儿种主要的生物质能开发利用现状进行了讨 论,指出生物质能的利用具有广阔的发展前景,并提出儿点建议。关键词生物质能现状展望T heAc tua 1 i tyandExpectat i o n o f t h eE x p 1 o i tat i onandUs ageofB i oene rgybyLiuWeiwei*XieJianAbstract Thispaperillustratesthecharacteristicsofthebioenergyfirstly,thenanalyzestheactualityoftheexploitati onandusageofseveralmajorbioenergy.Dependingonthis,itprovesthatthebioenergyhasaverywideexpe ctationperspectiveandgivessomesuggestions.Keywords bioenergy actuality expectation0引言据有关专家估计,生物质能极有可能成为未来可持续发展能源系统的组成部分,到本世 纪中叶,采用新技术生产的生物质能替代现有燃料的替代率将占全球总能耗的40%以上。我国全面建设小康社会总体目标中,特别指出今后20年“可持续发展能力不断增强,生态 环境得到改善,资源利用率显著提高,促进人与自然的和谐,推动整个社会走上生产发展、生活富裕、生态良好的发展道路”。在新能源和可再生能源产业发展“十五”规划中更 将生物质能高效利用作为发展的重点之一。1生物质能的特点生物质能的资源来源于农林废弃物、水生植物、油料废弃物、工业废弃物、人畜粪便及 城市污水和垃圾等,具有以下特点:1)储量大据统计,全球可再生能源可转化为二次能源的约185.55亿tee,相当于全球石油、天然 气和煤等化石燃料年消费量的2倍,其中生物质能占35%,位居首位。我国是一个农业大 国,农村每年有各类秸秆6.2亿t;有各种牲畜粪便34.781亿t;有人粪尿1.7亿t。仅利用 其中60%用来生产沼气,就完全可以解决农村生活用能,储量巨大,全球生物能源储量见 表1。2)种类、利用形式多样生物质能资源的种类非常广泛,从农、林、牧、渔业到工业、生活垃圾等,儿乎都可以有效 利用;其利用形式除直接燃烧和生产沼气外,还有制造燃料乙醇、生物柴油,热解气化、液 化,发电,产氢等。3)节能、环保采用生物质能代替化石燃料,首先有效的节约了化石燃料的使用;其次,与化石燃料相 比它不增加地表CO2循环总量,并且生物质能资源可以永久利用。4)技术相对成熟,推广初具规模生物质能利用技术(如沼气发酵等)相对成熟,并由于其适于小规模发展,现在在我国 农村的推广也初具规模。2各种生物质能技术国内外的发展现状2.1 直接燃烧和发电美国在该方面处于领先地位,生物质能动力工业在美国是仅次于水力的第二大可再生能 源工业,相关发电装置装机容量750万kW。电站的燃料构成为废木材72%,城市垃圾18%,从农副业残物中制取的煤气4%和沼气1%O加利福尼亚州由于木材资源丰富,其40%的电 力供应来自于生物质发电。北欧的瑞典和芬兰等国用废木材发电的产业较发达。瑞典1997 年颁布了可持续发展的能源供应法,对石油、煤的消费苛以重税,使废木材作为燃料发 电的成本仅为煤的1/2以下,有效地推动了生物质发电的发展,生物质能发电到2000年已 达到19%o在我国,农作物秸秆和薪柴除用于饲料和少量作建筑材料外,大部分作为农村主要生活 用能,年利用量约1.2亿t标准煤。但普遍存在资源浪费、利用率低、环境污染、生态恶化 等严重问题。2.2 燃料乙醇采用含糖和淀粉的农作物,如甘蔗、玉米、小麦、高粱等原料通过发酵生产乙醇。该项 技术已趋成熟并正在有规模应用。目前正在开发的技术有先将纤维素水解为糖后制取乙醇,和将木糖通过转基因酵母发酵然后生产乙醇的。巴西和美国都已把燃料乙醇大量用于汽车燃料。1973年第一次石油危机后,巴西政府 制定了“国家酒精计划”,利用该国丰富的甘蔗资源生产乙醇代替进口汽油,1975年产量约 60万kL,到1995年1200万kL,增加了 20倍。全国近1/3的车辆直接使用乙醇或使用掺 有22%无水乙醇的汽油。美国每年的燃料乙醇产量也很大(1995年年产量550万kL),其 中90%用于汽车燃料;1999年,美国燃料乙醇使用量占汽油和柴油使用量的12%以上,占 汽油使用量30%以上。同时大力开发低成本生产技术,目前28美分/L的成本希望到2015 年降到18美分/L。我国政府在“十五”计划中也决定发展燃料乙醇产业。2001年国家计委颁布了乙醇 汽油、乙醇燃料使用标准,并于2003年1月1日起开始实施。其目的主要是:利用过剩 玉米,同时增加农民收入;代替MTBE掺入汽油,减少环境污染,提高汽油的辛烷值;代替汽油,减少石油进口。目前,吉林、山东、河南等地已建成试点项目。吉林省从2003 年10月17日开始在全省范围内销售乙醇汽油,现已将1400个加油站改造为乙醇汽油加油 站。该项目每年为吉林省节约粮食储备费用200亿元,河南郑州和南阳等地从2002年开始 全部销售乙醇汽油。2.3 沼气沼气发酵技术已广泛用于污水处理、堆肥制造、人畜粪便、农作物秸秆和食品废物处理 等方面。世界各发达国家都对此十分重视。为了减少20%温室气体排放,德国除充分利用 垃圾填埋场的沼气发电外,还大力推广沼气池技术,1998年已有400万户,计划投巨资进 一步发展到2200万户。日本还通过食品废弃物再生法的实施,促进了食品废弃物发酵堆肥 技术的推广,并研究从沼气中提取氢气供燃料电池热电联供作燃料。朝日、麒麟等儿个大啤 酒厂都配套建成了 200kW的燃料电池发电机组;东芝公司与我国广东省番禺县猪场联合建 设的200kW燃料电池项目已于2001年投产。日本政府已规定电力公司必须给用生物质能发 的电优惠上网,并在研究其他鼓励政策。我国沼气应用有很长的历史,在农业、工业和生活中都取得了良好的效果。截至2001 年底,全国各类沼气发酵系统已具有相当规模,如表2所示。2002年10月15日17日在江西吉安召开了“全国农业生态环境与可再生能源建设工 作会议”,提出了新阶段生态环境与可再生能源建设工作的总体目标,大大加强了全国沼气 发展的力度。同时在今后十年内,积极推进大中型沼气工程建设,并进一步推广北方“四位 一体”、西北“五配套”和南方“猪-沼-果”等以沼气为纽带的生态农业模式,大力推广沼 气发酵系统综合利用技术,为我国农业可持续发展奠定基础。2.4 生物柴油生物柴油于1988年诞生,由德国聂尔公司发明。目前,生物柴油主要是把植物和动物 油脂与甲醇或乙醇等低碳醇用酸性或碱性催化剂在230250C下进行脂化反应,生成以脂肪 酸甲脂或乙脂为主要成分的生物柴油。生物柴油有良好的环保性(含硫量低),较好的发动 机低温启动性(无添加剂时冷凝点达-20C),较好的安全性(闪点高),良好的燃料性能(十 六烷值高,燃烧性能优于普通柴油),最重要的是它是一种可再生能源。基于以上优点,生 物柴油具有广阔的发展前景。生物柴油使用最多的是欧洲,份额已占到成品油市场的5%。德国现有8家生物柴油生 产厂,生产能力为25万t/年,拥有300多个生物柴油加油站,并制定了生物柴油标准 DINV51606,对生物柴油免税。法国有7家生物柴油生产厂,总生产能力为40万t/年,使 用标准是在普通柴油中掺加5%生物柴油,对生物柴油的税率为零。意大利有9个生物柴油 生产厂,总生产能力为33万t/年,对生物柴油的税率为零。奥地利有3个生物柴油生产厂,总生产能力为5.5万t/年,税率为石油柴油的4.6%。比利时有2个生物柴油生产厂,总生产 能力为24万t/年2。欧盟确定了较高的生产目标,2003年达230万t,2010年达830万t。美国从20世纪90年代初就开始将生物柴油投入商业性应用,但是到最近儿年才真正形成规 模,生物柴油已成为其产量增长最快的替代燃油。另外日本、巴西、泰国、韩国等国家也积 极推广和使用生物柴油。目前我国生物柴油研究开发尚处于起步阶段。先后由上海内燃机研究所和贵州山地农机 所、中国农业工程研究设计院、辽宁省能源研究所、中国科技大学、河南科学陆军化学所、华东理工大学、云南师范大学省农村能源工程重点实验室等单位都对生物柴油作了不同程度 的研究,并取得可喜的成绩。海南省正和生物能源公司从事生物柴油的研究开发。我国有丰 富的植物和动物油脂资源,仅豆类油年产量达6000万仁“十五”发展纲要已明确提出发 展各种石油替代品,并将发展生物液体燃料确定为新兴产业发展方向。2.5 其他新技术1)生物质产氢。目前,生物质制氢主要有光合细菌产氢和发酵产氢。然而,光合产氢 受环境因素影响较大,特别光照时间较少的地方,应用受到极大的限制,目前大多处于试管 内纯菌培养试验。相比之下,发酵产氢不受光照的影响,设备简单,产气量高,易于推广应 用。目前,国外主要以纯菌利用小分子有机酸,进行产氢的研究。我国,1994年哈尔滨建 筑大学任南琪和王宝贞教授等利用厌氧活性污泥(混菌),以复杂有机物为供氢体制氢取得 成攻,最大产氢能力达10.4m3H2/(m3反应器d),并用于实践,从污水中分解收集氢气,率先成功完成中试研究,从而开辟了发酵制氢应用的新领域,此技术目前居世界领先地位 3。2)生物质气化发电。将柴薪、秸秆等生物质在800C高温下气化,然后通过燃气蒸汽 联合循环发电。在美国和巴西已有0.5-3万kW规模。我国2000年已有秸秆气化装置388 台,共产气1.5亿m3,但燃气热值仅1100kcal/kg,只能供农户一般燃用,尚待改进。3)气化合成液体燃料。利用上述分解气重整为H2和CO后制造甲醇或二甲醛等液体 燃料,美国早有200t/d的工程,但成本过高,发展缓慢。4)热分解液化。生物质在400600C下快速加热分解为燃油。美国、加拿大等国仅有 实验报道。5)高压液化和气化。美国矿山局、加州大学和多伦多大学已开发成功在250400。和 1025MPa下直接液化、气化的技术,但成本过高。3生物质能发展前景展望及建议生物质能作为一种重要的新能源和可再生能源,其发展前景是非常广阔的。它能够优化 能源结构、缓解能源压力、改善环境、促进经济社会可持续发展。在我国,尤其对解决边疆、偏远地区及一些少数民族地区用能问题,增加农民收入,提高农民生活水平,增加就业岗位 等,都具有十分重要的意义。我国在生物质能推广和应用方面已取得可喜的成绩,但仍存在利用率低、技术水平落后、产业化发展缓慢、资金不足、政策相对落后等问题。为使生物质能更好的促进经济社会的发 展,我们应该:1)加快各项基础设施建设,使各种生物质能资源有效富集,努力提高资源利用率;2)加大科研力度,推动技术进步,提高技术装备和水平;3)组织和实施示范工程,扩大应用领域和推广范围;4)积极培育和规范市场,认真做好各项立法和检测、认证工作;5)研究和制定鼓励发展的政策;6)加大宣传和信息传播的力度;7)广泛开展国际交流与合作。(责编:陈娇利)参考文献1张无敌,宋洪川,尹芳.沼气发酵残留物综合利用技术2钱伯章.发展前景广阔的生物柴油产业,能源技术,2003(1):14-163任南琪,王宝贞,马放.厌氧活性污泥工艺生物发酵产氢能力研究.中国环境科学,1995,15(6):401-406国际生物质能发电日趋成熟和完善ISTIS,2005年世界重点工业发展动态写作组生物质能发电技术日趋成熟生物质能是世界第四大能源,作为能源,在人类历史上曾起过巨大的作用,在现实生产 生活中,特别是在农村地区,仍然占有重要的地位。2004年亚洲|、非洲的大多数发展中国 家,生物质能的消费量占全国能源消费总量的40%以上。美国能源部预测,到2025年之前,可再生能源中,生物能发电仍将占据主导地位。从长远来看,在燃煤发电厂共烧生物能发电,仍存在问题,效率较低。生物质能技术的研究与开发已成为世界重大热门课题之一,受到世界各国政府与科学家 的关注。许多国家都制定了相应开发研究计划,如日本的阳光计划、印度的绿色能源工程、美国的能源农场和巴西的酒精能源计划等,其中生物质能源的开发利用占有相当的比重。目 前,国外的生物质能技术和装置多已达到商业化应用程度,实现了规模化产业经营,以美国、瑞典和奥地利三国为例,生物质转化为高品位能源利用已具有相当可观的规模,分别占该国 一次能源消耗量的4%、16%和10%。在美国,生物质能发电的总装机容量已超过10000 兆瓦,单机容量达1025兆瓦。美国开发出利用纤维素废料生产酒精的技术,建立了 1兆 瓦的稻壳发电示范工程,年产酒精2500吨。据技术预见2005,生物质能利用的途径主要有两类,一是通过化学法对生物质能进 行转换;二是用生物化学方法转化生物质能,生物质能发电和生物质液体燃料是目前最具应 用前景的利用技术。生物质直接燃烧发电技术已基本成熟。这种技术单位投资较高,大规模使用时效率也较 高,但它要求生物质集中,达到一定的资源供给量,降低投资和运行成本是其未来发展方向。生物质气化发电时更洁净的利用方式,小规模生物质气化发电已进入商业示范阶段。它比较 适合于生物质的分散利用,投资较少,发电成本也低。大规模生物质气化发电类似于煤气化 燃气-蒸汽联合循环发电(IGCC)技术,发电效率和综合热效率高,是今后生物质工业化应 用的主要方式。高效、清洁的生物质定向气化技术是生物质利用的重要的上游技术,生物质气化不仅可 以用于发电,经过净化及组分调整后的合成气经催化合成还可装化为甲醇、二甲醛和汽油等 液体燃料。生物质定向气化的关键技术在于选择性的提高,高活性和高选择性催化剂及反应 器的开发等。菜籽油、葵花籽油等植物通过脂化反应降低粘度后可以作为生物柴油、淀粉类 及糖类生物质,经生物质发酵可以制备燃料酒精,这些都是重要的替代燃料。纤维素类水解 发酵是尚未解决的难点,这一技术的突破将使生物质的生化转换效率大幅度提高。生物质能发电前景预测生物质直接燃烧发电是生物质发电的主要方式,能源效率更高的BIGCC技术正处于工 业示范阶段,2004年生物质发电已装机9000MW,预计2020年将达30000MW。生物质的气化至氢和质子膜燃料电池联用是未来的一种理想电源,生物质热解气直接通 过固化氧化物燃料(SOFC)进行能源变换也具有发展潜力。预计2010年前,生物质发电技术将趋于成熟和完善,2010年以后,逐步具备市场竞争 力,进入商业应用。生物质燃料技术在2020年也将成熟,部分技术可以向商业化推广,但 生物质液体燃料技术的发展速度将取决于是有供应情况和各国环境保护的力度,油市动荡和 油价持续高位运行的国际石油态势,有可能促使该技术更快成熟而进入商业化发展。2020-2050年,生物质将逐渐成为主要能源之一。生物质能发电地区发展现状(1)北美地区美国在利用生物质能方面,处于世界领先地位,据报道,2000年生物质能在美国总能 耗中所占比例已近4%;目前美国有350多座生物质发电站,主要分布在纸浆、纸产品加工 厂和其它林产品加工厂,这些工厂大都位于郊区。装机容量达7000MW,提供了大约66000 个工作岗位,根据有关科学家预测,根据美国政府制定的生物质能发展规划,到2010年该 比例将提高3倍,达到12%,生物质发电将达到13000MW装机容量,届时有4000000英亩 的能源农作物和生物质剩余物用作气化发电的原料,同时一,可按排170000个以上的就业人 员,对繁荣乡村经济起到积极的推动作用。加拿大有12个实验室和大学开展了生物质的气化技术研究。1998年8月发布了由 Freel,BarryA.申请的生物质循环流化床快速热解技术和设备。(2)欧盟地区欧盟各国化石能源较为紧缺。2000年,欧盟委员会在其发布的“欧盟能源发展战略绿 皮书”中指出,2015年生物质能将由目前占总能源消费量的2%左右提高到15%,其中大部 分来自生物制沼气、农林废气物及能源作物的利用;到2020年生物质燃料将替代20%的化 石燃料。芬兰和瑞士是生物质能利用比例较高的国家,芬兰的生物质能占其总能源消费量的24%,瑞典则为15%o他们主要通过并联直接燃烧和气化发电来生产热能(CHP),以提供区 域性电力和采暖。由欧盟及瑞典能源部资助,在Varnamo建成了 BIGCC示范电站。通过示 范运行,他们推测出,在生物质价格为250元/吨左右时,70MW的BIGCC发电成本约为 0.35元/吨,儿乎与小型煤电相当。瑞典和丹麦正在实行利用生物质进行热电联产的计戈 使生物质能在提供高品位电能的同时满足供热的要求。1991年奥地利标准研究所推出了第一个作为高品质燃料的生物柴油标准,紧接着又就 产品性质,如发动机性能、排放特性、生物可降解性及毒性等出台了详细的测试方法。该标 准及测试方法的推出极大地促进了生物柴油在奥地利、比利时一、法国等欧洲国家的产业化。目前生物柴油的大型生产厂主要集中在欧洲I,各国对生物柴油都实行了零税率。德国2000 年的生物柴油产量达45万吨。法国和意大利则是生物柴油使用最广的欧洲国家。德国 CHOREN公司制取生物柴油的技术利用原料化方法生成完全无焦油的燃气,经FT(费托)催化合成生产生物柴油。此外,奥地利成功地推行建立燃烧木材剩余物的区域供电计划,目 前已有容量为1000-2000kw的80-90个区域供热站,年供应10X 109MJ能量。荷兰在生物质热解液化的研究与开发方面具有较高水平,由Twente大学开发的旋转锥 工艺可达到70%的液化产率。由欧
展开阅读全文